up> Ом в€™ м, стандартний потенціал олова -0,14 В. В атмосферних умовах олово окислюється повільно. Практично не розчиняється в мінеральних кислотах при кімнатній температурі. Олово легко розчиняється в концентрованих соляної та сірчаної кислотах. З органічними кислотами олово утворює комплексні сполуки. Чисте олово добре піддається пайку, але воно схильне до утворення ниткоподібних кристалів, які можуть призвести до короткого замикання. З плином часу здатність до пайки втрачається, так як олово покривається пасивної плівкою. При низьких температурах олово переходить в сіру модифікацію і розсипається в порошок (олов'яна чума). Температура плавлення чистого олова вище, ніж температура плавлення його сплавів. Крім того, чисте олово дорожче, ніж його сплави [1].
Тому в даному проекті вибирається покриття сплавом олово-вісмут. Запобігання переходу білої модифікації олов'яного покриття в сіру досягається легуванням олова вісмутом у кількості 0,5-2%. Таке покриття зберігає здатність до пайки після тривалого зберігання [2]. Перед нанесенням покриття на деталі наноситься подслой нікелю для запобігання міграції цинку з латуні в покриття, так як це може призвести до утворення ниткоподібних кристалів, а так само для підвищення корозійної стійкості.
Нікель - сріблясто-білий метал, ковкий і пластичний, легко полірується до дзеркального блиску. Твердість нікелевих покриттів залежить від складу електроліту та умов осадження. У морській воді нікель швидко кородує. У розведених соляний і сарною кислотах розчиняється повільніше заліза. Легко розчиняється в розведеною азотній кислоті, концентрована - пасивує нікель. Щільність 8,9 г/см 3 . p> На підставі характеристики деталей і з урахуванням вимог умов експлуатації за ГОСТ 9.303-84 вибирається товщина підшару нікелю 3 мкм і товщина покриття сплавом олово-вісмут 6мкм. Шифр покриття відповідно до ГОСТ 9.306-85 Н3О-Ві (99,8) б 6.
2 Технологічна частина
2.1 Обгрунтування вибору і характеристика електроліту, механізм процесу
2.1.1 Необхідною умовою спільного осадження олова і вісмуту є рівність потенціалів осадження
,
де і - стандартні потенціали розряджають катіонів, В;
- універсальна газова постійна, Дж/моль;
- температура, К;
n 1 і n 2 - число електронів, що у реакції;
F - число Фарадея, кл/(г-екв);
а 1 і а 2 - Активності іонів, г-іон/л;
і - перенапруження при розряді іонів, В.
Оскільки різниця стандартних потенціалів олова і вісмуту невелика, то спільного виділення цих металів можна досягти осадженням їх з простих електролітів.
Для осадження сплаву олово-вісмут використовують такі електроліти: станнатний, сульфатний, пірофосфатной.
Перевагами станнатного електроліту є: найвища рассеивающая здатність, простота складу, менша пористість покриття. Але присутність двовалентного олова приводить до утворення крупнокрісталліческіх опадів.
У пірофосфатной електроліті вихід металу по струму становить 65-80%, але вони мають достатньо складний склад. При осадженні з сульфатного електроліту вихід металу по струму становить майже 100%. Покриття матиме міцне зчеплення з міддю та її сплавами. Такий електроліт має високу розсіювальну здатність і володіє вирівнюючим ефектом.
Для даного проекту пропонується сульфатний електроліт наступного складу [1]:
-сульфат олова - основний компонент, джерело іонів олова;
-сульфат вісмуту - основний компонент, джерело іонів вісмуту;
-сірчана кислота - служить для підвищення електропровідності, підвищення катодного поляризації. Кислота запобігає перехід двовалентного олова в четирехвалентное, а так само попереджає гідроліз основних компонентів. Кислота служить для зв'язування вільних іонів олова і вісмуту;
-хлорид натрію - є депассіватором, служить для підвищення електропровідності;
-формалін та діамінодіметооксідіфеніл метан - блискоутворюючі добавки, підвищують катодний поляризацію.
Переваги сульфатного електроліту - великий вихід по струму, простота приготування і складу, висока рассеивающая здатність, вирівнюючий ефект [1].
Механізм осадження полягає в наступному:
На катоді відбувається відновлення:
Sn 2 + + 2 e - в†’ Sn 0 ;
Bi 3 + + 3 e - в†’ Bi 0 .
На аноді відбувається окислення:
Sn 0 - 2 e - в†’ Sn 2 + .
Можливий також процес: Sn 0 - 4
